Processing math: 1%
Зарегистрироваться
Seekland Info сообщество взаимопомощи студентов и школьников. / Seekland Info спільнота взаємодопомоги студентів і школярів.

Исследовать функцию y=(x^2-2x-2)e^x и посторить схематично ее график.


1 Vote
Толстова Мари
Posted Март 18, 2015 by Толстова Мария Михайловна
Категория: Математический анализ
Всего просмотров: 2468

Исследовать функцию y=(x^2-2x-2)e^x и посторить схематично ее график. 

Теги: исследовать функцию, построить график функции

Лучший ответ


0 Голосов
Вячеслав Морг
Posted Март 18, 2015 by Вячеслав Моргун

Исследуем функцию у = (x^2-2x-2)e^x и построим ее график. 


1. Область определения.
Областью определения функции D_f=(-\infty;+\infty)


2. Точки разрыва функции и их классификация.
Функция не имеет точек разрыва т.е. ОДЗ x \in R.


3. Четность функции.
Проверяем на четность f(-x) =  ((-x)^2-2(-х)-2)e^{-х} функция является нечетной и ни нечетной, т.е. функция симметрий не имеет.


4. Точки пересечения с осями. Интервалы знакопостоянства функции
точка пересечения с осью Ox: приравняем y=0, получим  (x^2-2х-2)e^х = 0 => x_1 = 1 -\sqrt{3}; x_2 =1 +\sqrt{3} , т.е кривая пересекает ось Ox в точках с координатами ( 1 - \sqrt{3} ;0);( 1 + \sqrt{3} ;0)


точка пересечения с осью Oy: для этого нужно приравнять x=0, y = (x^2-2х-2)e^х=> y =-2, точка пересечения с осью Oy имеет координаты (0;-2)
Интервалы знакопостоянства функции. Получили точки пересечения с осью Ox с координатами ( 1 - \sqrt{3} ;0);( 1 + \sqrt{3} ;0), они разделили ось на три интервала знакопостоянства функции. Рассматриваем интервал знакопостоянства на исследуемых интервалах
интервал (-\infty; 1 - \sqrt{3}) найдем значение функции в любой точке f(-1) = (x^2-2х-2)e^х   > 0 , т.е. на этом интервале функция положительная f(x) > 0 , т.е. функция находится выше оси Ox
интервал ( 1 - \sqrt{3}; 1 + \sqrt{3}) найдем значение функции в любой точке f(0) =  (x^2-2х-2)e^х  < 0 , т.е. на этом интервале функция отрицательная f(x) < 0 , т.е. функция находится ниже оси Ox 
интервал ( 1 + \sqrt{3}; +\infty) найдем значение функции в любой точке f(3) =  (x^2-2х-2)e^х  > 0 , т.е. на этом интервале функция положительная f(x) > 0 , т.е. функция находится выше оси Ox 


5. Интервалы монотонности. Экстремумы функции.
Найдем критические (стационарные) точки, для этого найдем первую производную и приравняем ее к нулю y' = ( (x^2-2х-2)e^х)' =  e^x (x^2-4) приравняем к 0  e^x (x^2-4) = 0 =>  x_{1,2} = \pm 2 функция имеет две критические (стационарные) точки, т.е. две точки возможного экстремума функции. Эти точки делят область определения на три интервала монотонности. Определим монотонность функции на этих интервалах
интервал (-\infty; -2) найдем значение первой производной в любой точке интервала f(-3) = e^x (x^2-4)  >  0, т.е. на этом интервале функция возрастает.
интервал (-2; 2) найдем значение первой производной в любой точке интервала f(0) = e^x (x^2-4)  <  0, т.е. на этом интервале функция убывает.
интервал (2;+\infty) найдем значение первой производной в любой точке интервала f(3) = e^x (x^2-4)  >  0, т.е. на этом интервале функция возрастает. 


Экстремумы функции.
При исследовании получили на исследуемом интервале две критические (стационарные) точки , определим, является ли они экстремумами. Рассмотрим изменение знака производной при переходе через критические точки
точка x= -2 производная меняет знак с \quad + \quad 0 \quad - \quad - точка максимума. Координаты точки максимума f(-2) \approx 0.81, получаем координаты (-2;0.81)
точка x= 2 производная меняет знак с \quad - \quad 0 \quad + \quad - точка минимума. Координаты точки минимума f(2) \approx -14.78, получаем координаты (2; -14.78)


6. Интервалы выпуклости и вогнутости. Точки перегиба.
Для нахождения интервалов выпуклости и вогнутости найдем вторую производную функции и приравняем ее к нулю y'' = (e^x (x^2-4))' = e^x (x^2+2x-4) Приравняем к нулю  e^x(x^2+2x-4) = 0 => x_{1,2} =- 1 \pm \sqrt{5} 
Для анализа этих точек рассмотрим три интервала выпуклости
интервал (-\infty; - 1 - \sqrt{5}) найдем значение второй производной в любой точке f''(-5) = e^x(x^2+2x-4)  > 0, т.е. на этом интервале вторая производная функции положительная f''(x) > 0 - функция выпуклая вниз (выпуклая).
интервал (- 1 - \sqrt{5}; - 1 + \sqrt{5}) найдем значение второй производной в любой точке f''(0) = e^x(x^2+2x-4) < 0, т.е. на этом интервале вторая производная функции отрицательная  f''(x) < 0 - функция выпуклая вверх (вогнутая).
интервал ( - 1 + \sqrt{5};+\infty) найдем значение второй производной в любой точке f''(5) = e^x(x^2+2x-4)  > 0, т.е. на этом интервале вторая производная функции положительная f''(x) > 0 - функция выпуклая вниз (выпуклая).


Точки перегиба.


В точке x =  -1 - \sqrt{5} вторая производная меняет знак с  \quad + \quad 0 \quad - \quad, график функции меняет выпуклость,т.е. это точка перегиба с координатами ( -3.23;0.59).
В точке x = -1 + \sqrt{5}  вторая производная меняет знак с  \quad - \quad 0 \quad + \quad, график функции меняет выпуклость, т.е. это точка перегиба с координатами ( 1.24; -10.13).


7. Асимптоты.


Вертикальная асимптота. График функции не имеет вертикальных асимптот, т.к. ОДЗ x \in R
Наклонная асимптота.
Для того, чтобы график функции y =  (x^2-2x-2)e^x   при x \to \infty имел наклонную асимптота y = kx+b, необходимо и достаточно, чтобы существовали два предела \lim_{x \to +\infty}=\frac{f(x)}{x} =k находим его \lim_{x \to +\infty}\frac{ (x^2-2x-2)e^x}{x} = \infty => k= \infty и второй предел \lim_{x \to +\infty}(f(x) - kx) = b Т.к. первый предел равен \infty, второй искать не нужно. Наклонной асимптоты нет.
Горизонтальная асимптота: для того, чтобы существовала горизонтальная асимптота, необходимо, чтобы существовал предел \lim_{x \to +\infty}f(x) = b найдем его \lim_{x \to +\infty} (x^2-2x-2)e^x = \inftyПолучили, что график функции горизонтальную асимптоту не имеет.


8. Построить график функции.
исследовать функцию, построить график функции